瀝青路面病害及形成原因
瀝青路面裂縫是公路路面各類破損中更常見、更易發生的早期病害之一,它幾乎伴隨著瀝青路面整個使用期,并隨著路齡的增長而加重。瀝青路面出現裂縫不但影響路容美觀和行車的舒適性,而且容易擴展造成路面結構性破壞,縮短路面的使用壽命。瀝青路面出現裂縫應及時用灌縫膠或者貼縫帶進行灌縫修補,否則雨水及其他雜物就會沿裂縫進入面層結構及路基,導致路面承載能力下降,加速路面局部或成片損壞。瀝青路面更常見的早期病害為:橫縫、縱縫、交叉裂縫。
從上(shang)述圖片上(shang)我們可(ke)以看到(dao)不同路(lu)段路(lu)面病害(hai)產生的(de)情(qing)況(kuang)。這(zhe)些(xie)裂(lie)縫是瀝青(qing)路(lu)面更早期,更易(yi)發生的(de)病害(hai),也是不可(ke)避免的(de)。在裂(lie)縫還沒有(you)發生進一(yi)步如龜裂(lie)、網裂(lie)等情(qing)況(kuang)下,選擇適當的(de)修補方式及時(shi)處理是十分必要(yao)的(de)。瀝青(qing)裂(lie)縫產生的(de)原因主要(yao)為:
1、新建公路(lu)碾壓的不(bu)足,填土未壓實或兩側密(mi)實度不(bu)均,產生(sheng)不(bu)均勻的深陷而形(xing)成(cheng)裂縫。 2、路(lu)基填挖(wa)結合部或填高(gao)沿橫向變化較大處理地段,其裂(lie)縫是連續的。 3、橫向(xiang)裂縫(feng)起(qi)(qi)初大(da)多出現于路(lu)面兩側,逐漸發(fa)展而貫(guan)通全路(lu)幅。這類病害(hai)的主要原(yuan)因為溫度(du)疲勞裂縫(feng)或稱由溫度(du)應力引起(qi)(qi)的溫度(du)裂縫(feng)及基(ji)層開(kai)裂導致的反射裂縫(feng)。 4、瀝青未達到適合于本地區(qu)氣候條件(jian)和使(shi)用要求(qiu)的質量(liang)標準,致(zhi)使(shi)瀝青面層溫(wen)(wen)度收縮或溫(wen)(wen)度疲勞應力(應變(bian)(bian))大(da)于瀝青混合料的抗(kang)拉強度(應變(bian)(bian))。 5、橋梁(liang)、涵(han)洞或(huo)(huo)通道(dao)兩側的(de)(de)(de)填土產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)固(gu)結或(huo)(huo)地基(ji)沉(chen)降。【理論分析】橫(heng)向裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)形成是與路(lu)中(zhong)(zhong)線(xian)近乎垂直的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng),間或(huo)(huo)伴有(you)少(shao)量支縫(feng)(feng)(feng)(feng)。橫(heng)向裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)主要是由溫(wen)度(du)(du)應(ying)力引起(qi)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)和基(ji)層(ceng)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)導(dao)致的(de)(de)(de)反射裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)。路(lu)面(mian)(mian)面(mian)(mian)層(ceng)低(di)溫(wen)收縮(suo)是產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)橫(heng)向溫(wen)度(du)(du)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)主要原因。當瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)路(lu)面(mian)(mian)在氣(qi)候變(bian)化下產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)累(lei)計溫(wen)度(du)(du)應(ying)力超過(guo)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)路(lu)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)(du)時(shi),便會首(shou)先在瀝(li)(li)(li)表混(hun)(hun)(hun)合料抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)薄弱面(mian)(mian)或(huo)(huo)某點開(kai)裂(lie)(lie)(lie)。開(kai)裂(lie)(lie)(lie)后,裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)尖端產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力集中(zhong)(zhong)而繼續發(fa)展并(bing)貫穿(chuan)整(zheng)個瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)面(mian)(mian)層(ceng)。瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)混(hun)(hun)(hun)凝土的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)針入度(du)(du)、低(di)漸(jian)感溫(wen)比及流變(bian)指(zhi)數(shu)對瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)混(hun)(hun)(hun)合料的(de)(de)(de)抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)性(xing)能影(ying)響較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)。低(di)溫(wen)針入度(du)(du)越大(da),代溫(wen)感漸(jian)比越小以及瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)低(di)溫(wen)的(de)(de)(de)流變(bian)指(zhi)數(shu)越小,則其低(di)溫(wen)抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)性(xing)能越好。低(di)溫(wen)模量較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)且收縮(suo)系數(shu)小的(de)(de)(de)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)混(hun)(hun)(hun)合料產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)應(ying)力較(jiao)(jiao)(jiao)小,同時(shi)變(bian)形能力較(jiao)(jiao)(jiao)強(qiang)且強(qiang)度(du)(du)也較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合料低(di)溫(wen)抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)性(xing)能較(jiao)(jiao)(jiao)為。 盡管這(zhe)(zhe)些表面(mian)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)對(dui)路(lu)面(mian)結構(gou)的(de)(de)承載能(neng)力(li)暫沒(mei)有影響(xiang),但是(shi)對(dui)磨耗層(ceng)的(de)(de)耐久(jiu)性(xing)和功能(neng)壽命有強裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)影響(xiang),同時由于這(zhe)(zhe)類裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)上(shang)寬下窄(zhai),水和其他雜質更容易滲入(ru)到路(lu)面(mian)結構(gou)中。它發生(sheng)在瀝(li)青(qing)路(lu)面(mian)表層(ceng),從瀝(li)青(qing)面(mian)層(ceng)向(xiang)下擴(kuo)展(zhan)(zhan),并沿輪跡帶的(de)(de)方向(xiang)延伸(shen),它隨著路(lu)齡(ling)的(de)(de)增長,可能(neng)會(hui)擴(kuo)展(zhan)(zhan)穿(chuan)透磨耗層(ceng)、粘結層(ceng)、甚至整個(ge)瀝(li)青(qing)面(mian)層(ceng)。瀝(li)青(qing)路(lu)面(mian)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)形成后,在行車(che)荷(he)載和溫度應力(li)的(de)(de)反復作(zuo)用下,會(hui)不斷(duan)擴(kuo)展(zhan)(zhan)延伸(shen),直至貫(guan)穿(chuan)整個(ge)路(lu)面(mian)結構(gou)。根據斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)力(li)學(xue)理論,裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)擴(kuo)展(zhan)(zhan)主(zhu)要有3種模式(shi)(如圖(tu)2):拉裂(lie)(lie)(lie)(Ⅰ型)、剪裂(lie)(lie)(lie)(Ⅱ型)和撕裂(lie)(lie)(lie)(Ⅲ型),所以(yi)縱(zong)向(xiang)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)另外一種產生(sheng)原因(yin)是(shi)行車(che)荷(he)載作(zuo)用引發的(de)(de)。由溫度變化(hua)產生(sheng)的(de)(de)應力(li)也(ye)是(shi)導致裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)擴(kuo)展(zhan)(zhan)的(de)(de)一個(ge)重要因(yin)素(su),這(zhe)(zhe)種破(po)壞主(zhu)要發生(sheng)在冬季降溫天(tian)氣。 以上分析的(de)(de)是針對瀝青公路(lu)路(lu)面裂縫(feng)產生(sheng)的(de)(de)主要原(yuan)因(yin),另外也(ye)不排(pai)除多種原(yuan)因(yin)復合出現的(de)(de)如: 1、路(lu)(lu)基加固處(chu)理不(bu)當,路(lu)(lu)基邊緣(yuan)浸(jin)水,導(dao)致(zhi)路(lu)(lu)基濕軟、承載力不(bu)足,形成(cheng)啃邊,有(you)時也會導(dao)致(zhi)路(lu)(lu)面邊緣(yuan)的裂縫(下圖.Ⅰ型)。 2、混合(he)料攤(tan)鋪(pu)時接縫處理不當,路基邊啃邊,有時也會導致路面邊緣(yuan)的裂縫。 3、混合料攤鋪時(shi)接縫處理不當、壓實(shi)度(du)未達到要求(qiu),或攤鋪時(shi)間過(guo)長等造(zao)成路(lu)面滲水,在行車荷載作用下形(xing)成裂縫。 4、瀝青含蠟量(liang)(liang)偏高(gao)以及其它質量(liang)(liang)上的原因,延(yan)度偏于下(xia)限或瀝青老化(hua)、變質,抗拉(la)強度降低(di),長期在行車荷載的作用下(xia)也會形成縱向(xiang)裂(lie)縫(下(xia)圖3.Ⅱ型)。 5、車(che)輛荷載在瀝青面層(ceng)輪(lun)跡帶上重復作用(yong)導致深陷而(er)在行車(che)道上形成(cheng)W或(huo)U形車(che)轍。這時(shi)輪(lun)跡帶兩側由于拉應力的反復作用(yong)而(er)產(chan)生縱向疲勞裂(lie)縫。 相關閱讀:
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